(57)【要約】      （修正有）【課題】ステアリングギヤ比を変更する遊星歯車機構のキャリアへウォームの回転力を伝達する機構の強度を維持しつつ軽量化しかつ噛み合い騒音を低減すること。【解決手段】遊星歯車機構６のプラネタリギヤ４０，４１を支持するキャリア３６を回転制御してステアリングギヤ比を変更可能とした減速比可変式動力舵取り装置において、キャリア３６を回動する機構５０をモータ５１により駆動されるウォーム機構にて構成し、キャリア３６とウォームホール４３を軸方向に並列して回転可能とし、ウォーム４４に噛み合うウォームホール４３を樹脂製とすると共に軸受４２により回転支持された金属製の環状部材３３の外周面に一体成形し、環状部材３３のキャリア側軸方向端部に係合部３３ｂを突出させ、このウォームホイール４３と一体回転される環状部材３３がウォーム４４の回転を係合部３３ｂを介してキャリア３６に伝達するようにした。これにより樹脂製ウォームホイール４３と金属製環状部材３３とを一体化することにより、噛み合い騒音の低減、軽量化及び強度維持を図る。【選択図】図１
2005088833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルに作用する操舵力を油圧サーボ装置により増幅してステアリングギヤを介し操向車輪に伝達する動力舵取り装置にして、前記ハンドルに連結されたハンドル側シャフトと、前記ステアリングギヤに連結されたギヤ側シャフトとをハウジングに中心軸線上で回転可能に軸承し、該両シャフトに歯数が僅かに異なる第１及び第２サンギヤを設け、該第１及び第２サンギヤに夫々噛合して一体回転する第１及び第２プラネタリギヤを支承するキャリアを前記中心軸線回りに回転可能に支承して遊星歯車機構を構成し、該キャリアをモータにより回転駆動するキャリア回動機構を設け、前記キャリアの回転速度を変更して減速比を変える減速比可変式動力舵取り装置において、前記遊星歯車機構と同軸上にキャリア回動機構を並列配置し、このキャリア回動機構は、モータにより回転駆動されウォームが形成されたウォーム軸と、前記ウォームと噛合された樹脂製のウォームホイールと、内周面に嵌合した軸受により回転支持される共に前記ウォームホイールが外周面に一体成形された金属製の環状部材とからなり、前記環状部材のキャリア側の軸方向端部にはウォームホイールの回転を前記キャリアに伝達する係合手段が一体形成されていることを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
【請求項２】
請求項１において、前記環状部材はプレス成形加工した金属ケースにて形成され、前記係合手段は前記金属ケースの前記軸方向端部から前記キャリアに形成された歯付き内周面へ突出すると共にこの歯付き内周面と係合されて前記金属ケースの回転を前記キャリアに伝達する歯付き外周面として構成されていることを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
【請求項３】
請求項１において、前記環状部材はプレス成形加工した金属ケースにて形成され、前記係合手段は前記金属ケースの前記軸方向端部から前記キャリア側に向けて突出されて円周方向に複数個形成された係合突起により構成され、前記キャリア回動機構は前記金属ケースの前記一端部と前記キャリアとの間に配置されこのキャリアの円周方向の複数箇所に形成された溝に係合する突起を備える皿バネを含み、前記金属ケースの係合突起が前記皿バネに形成された前記溝に係合され、前記金属ケースの回転を前記皿バネが仲介して前記キャリアに伝達するように構成されることを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記金属ケースは軸方向両端部が径方向内方に屈曲されて軸方向移動及び回転が前記軸受と一体化されるようにこの軸受を拘束しており、また前記金属ケースの外周面には径方向外方に突出する歯が円周方向に複数個形成された歯付き外周面とされ、前記樹脂製のウォームホイールがこの歯付き外周面に一体成形されていることを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
【請求項５】
請求項４において、前記金属ケースは、軸方向他端部が前記軸受を嵌合した後に屈曲されるときこの軸方向他端部近辺の外周面に影響する歪み領域を除いた外周面上に前記樹脂製のウォームホイールを一体成形していることを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
【請求項６】
請求項１において、前記環状部材は、内周面部に前記軸受を嵌合すると共に外周面部に前記ウォームホイールを固着する大径円筒部とこの大径円筒部の前記キャリア側の軸方向の一端部から前記キャリア側に突出する小径円筒部とが一体形成された金属製のスリーブからなり、前記小径円筒部の先端外周は前記キャリアに形成された歯付き内周面と係合するように円周方向に複数の歯が突出された歯付き外周面とされ、前記スリーブの回転を前記歯付き外周面と前記歯付き内周面との嵌合により前記キャリアに伝達するようにしたことを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
【請求項７】
請求項６において、前記スリーブには前記一端部において径方向外方に突出するフランジ部がさらに形成され、前記大径円筒部の外周面及び前記フランジ部の端面は円周方向に複数個の突出部が形成された突出部付き外周面及び突出部付き端面とされ、前記樹脂製のウォームホイールが前記突出部付き外周面及び突出部付き端面に一体成形されていることを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
【請求項８】
請求項６において、前記スリーブには前記一端部において径方向外方に突出するフランジ部がさらに形成され、前記大径円筒部の外周面及び前記フランジ部の端面にはこれら外周面及び端面の略円周方向全域に存在するように窪みが形成され、前記樹脂製のウォームホイールが前記大径円筒部の外周面及び前記フランジ部の端面に接着剤にて接着されると共にこの接着剤が前記窪みに残存するようにしたことを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドルに作用する操舵入力を油圧サーボ装置により増幅してステアリングギヤを介し操向車輪に伝達する動力舵取り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハンドルの切り角が小さいときはステアリングギヤの減速比を小さくしてハンドルの切れをよくし、切り角が大きくなると操作が楽なように減速比を大きくすることがある。また、ハンドルの切り角と減速比の関係を上述の関係と逆にしてハンドルの切り角が小さいときにステアリングギヤの減速比を大きくしてハンドルの中立安定性をよくすることがある。さらに、車庫入れ等では減速比をかなり小さくしてハンドルの回し角度を少なくすることが望まれている。これらに対応するために、ハンドルの回転をステアリングギヤにより減速し、かつハンドルに作用する操舵入力を油圧サーボ装置により増幅して操向車輪に伝達する動力舵取り装置において、ハンドルに連結されたハンドル側シャフトとサーボ弁装置の入力軸との回転比を可変にした減速比可変式動力舵取り装置が特開昭６０−２０９３６２号公報に記載されている。この従来装置では、遊星歯車機構が操舵入力軸と操舵出力軸との間に介装され、遊星歯車機構の外周側に配置したウォーム機構を介して、遊星歯車機構の遊星ギヤを支持するキャリアをモータにより回転し、ステアリングギヤ比を変更できるようにしている。
【特許文献１】特開昭６０−２０９３６２号公報（第２，３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来装置においては、遊星歯車機構のキャリアにモータの回転力を伝達するウォーム機構を遊星歯車機構の外周側に配置しているため、装置の半径方向にモータ及びウォーム機構が大きく突き出た構成となり、装置が大型化し、特に車両への組み付け上に制約を伴う。また、遊星歯車機構の外周を包囲するようにウォーム機構のウォームホイールが配置されているので、ウォームホイールの外径及び慣性質量が大きくなる。このため、モータの起動・停止に対する応答性が鈍くなり、車両の走行状態の変化に応じて減速比の変更を俊敏かつ円滑に行えず、減速比変更時にドライバーに不快なフィーリングが感知されることとなる。さらに、ウォームとウォームホイールが共に金属製とされるため、両者間に噛み合いバックラッシュによるガタ付き音や回転伝達時の噛み合い騒音が発生される。
本発明は、係る従来の不具合を解消するためになされたもので、遊星歯車機構を回転駆動するウォーム機構のウォームホイールの小径化と同時に軽量化を図り、これにより減速比可変式動力舵取り装置を小型化し、かつ減速比変更時の応答性を向上すると共に噛み合い騒音を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、ハンドルに作用する操舵力を油圧サーボ装置により増幅してステアリングギヤを介し操向車輪に伝達する動力舵取り装置にして、ハンドルに連結されたハンドル側シャフトと、ステアリングギヤに連結されたギヤ側シャフトとをハウジングに中心軸線上で回転可能に軸承し、両シャフトに歯数が僅かに異なる第１及び第２サンギヤを設け、該第１及び第２サンギヤに夫々噛合して一体回転する第１及び第２プラネタリギヤを支承するキャリアを前記中心軸線回りに回転可能に支承して遊星歯車機構を構成し、キャリアをモータにより回転駆動するキャリア回動機構を設け、キャリアの回転速度を変更して減速比を変える減速比可変式動力舵取り装置において、遊星歯車機構と同軸上にキャリア回動機構を並列配置し、このキャリア回動機構は、モータにより回転駆動されるウォームが形成されたウォーム軸と、ウォームと噛合された樹脂製のウォームホイールと、内周面に嵌合した軸受により回転支持される共にウォームホイールが外周面に一体成形された金属製の環状部材とからなり、環状部材のキャリア側の軸方向端部にはウォームホイールの回転をキャリアに伝達する係合手段が一体形成されていることである。
【０００５】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１のものにおいて、環状部材はプレス成形加工した金属ケースにて形成され、係合手段は金属ケースの軸方向端部からキャリアに形成された歯付き内周面へ突出すると共にこの歯付き内周面と係合されて金属ケースの回転を前記キャリアに伝達する歯付き外周面として構成されていることである。
【０００６】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１のものにおいて、環状部材はプレス成形加工した金属ケースにて形成され、係合手段は金属ケースの軸方向端部からキャリア側に向けて突出されて円周方向に複数個形成された係合突起により構成され、キャリア回動機構は金属ケースの前記一端部とキャリアとの間に配置されこのキャリアの円周方向の複数箇所に形成された溝に係合する突起を備える皿バネを含み、金属ケースの係合突起が皿バネに形成された溝に係合され、金属ケースの回転を前記皿バネが仲介して前記キャリアに伝達するように構成されることである。
【０００７】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２又は３のものにおいて、金属ケースは軸方向両端部が径方向内方に屈曲されて軸方向移動及び回転が軸受と一体化されるようにこの軸受を拘束しており、また金属ケースの外周面には径方向外方に突出する歯が円周方向に複数個形成された歯付き外周面とされ、樹脂製のウォームホイールがこの歯付き外周面に一体成形されていることである。
【０００８】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項４のものにおいて、金属ケースは、軸方向他端部が軸受を嵌合した後に屈曲されるときこの軸方向他端部近辺の外周面に影響する歪み領域を除いた外周面上に樹脂製のウォームホイールを一体成形していることである。
【０００９】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１のものにおいて、環状部材は、内周面部に軸受を嵌合すると共に外周面部にウォームホイールを固着する大径円筒部とこの大径円筒部のキャリア側の軸方向の一端部からキャリア側に突出する小径円筒部とが一体形成された金属製のスリーブからなり、小径円筒部の先端外周はキャリアに形成された歯付き内周面と係合するように円周方向に複数の歯が突出された歯付き外周面とされ、スリーブの回転を歯付き外周面と歯付き内周面との嵌合によりキャリアに伝達するようにしたことである。
【００１０】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項６のものにおいて、スリーブには前記一端部において径方向外方に突出するフランジ部がさらに形成され、大径円筒部の外周面及びフランジ部の端面は円周方向に複数個の突出部が形成された突出部付き外周面及び突出部付き端面とされ、樹脂製のウォームホイールが突出部付き外周面及び突出部付き端面に一体成形されていることである。
請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項６のものにおいて、スリーブには前記一端部において径方向外方に突出するフランジ部がさらに形成され、大径円筒部の外周面及びフランジ部の端面にはこれら外周面及び端面の略円周方向全域に存在するように窪みが形成され、樹脂製のウォームホイールが大径円筒部の外周面及びフランジ部の端面に接着剤にて接着されると共にこの接着剤が窪みに残存するようにしたことである。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、キャリア回動機構を遊星歯車機構と同軸上に並列配置したので、キャリア回動機構のウォームホイールを小径にでき、ウォームを駆動するモータを径方向に大きく突き出すことがなく、減速比可変式動力舵取り装置の構成を小型にできる。また、ウォームの回転をキャリアに伝達する機構として、キャリアと同軸上で回転支持される金属製の環状部材に樹脂製のウォームホイールを一体的に固定して設けたので、ウォームと樹脂製のウォームホイールとの噛み合い騒音が低減される。また、金属製の環状部材のキャリア側に係合手段を一体形成してキャリアと係合させるようにしたので、この係合手段とキャリアとの係合部の強度を確保しながら前記伝達機構の回転部分を軽量化することができ、ウォームホイールの小径化と相まって、ウォームを駆動するモータの起動・停止に対する応答性が向上され、減速比の変更が車両の走行状態の変化に応じて俊敏かつ円滑に行われることとなり、ドライバーに感知される減速比変更のフィーリングが向上される。さらに、係合手段を環状部材に一体形成したので、ウォームとキャリアとの間の部品点数が削減され、組み付け作業が単純化される実用上の利点もある。
【００１２】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、環状部材をプレス成形加工した金属ケースにて形成したので、ウォームの回転をキャリアに伝達する系がさらに軽量化され、ドライバーに感知される減速比変更のフィーリングが一層向上される。
【００１３】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、金属ケースの軸方向端部からキャリア側に向けて突出して円周方向に複数個形成された係合突起により皿バネに金属ケースの回転を伝え、この皿バネをキャリアと係合して金属ケースの回転をキャリアに伝達するように仲介させたので、皿バネがバネ作用と金属ケースからキャリアへの回転伝達作用を奏することになり、皿バネが奏する回転伝達作用を別部材にて達成する場合に比べて軽量化され、この軽量化により、ドライバーに感知される減速比変更のフィーリングが一層向上される。
【００１４】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、金属ケースの端部を屈曲してその内周面に嵌合された軸受の抜け止めとしたので、金属ケースと別箇の抜け止め部材が不要となり、金属ケースからキャリアへの回転伝達手段の構成がさらに軽量化され、軽量化に伴うドライバーに感知される減速比変更のフィーリングがより一層向上される。また、部品点数が削減されることによりコスト低減効果も得られる。さらに、樹脂製のウォームホイールが金属ケースの歯付き外周面に一体形成されているので、両者の結合強度が向上され、動作の信頼性が高められる。
【００１５】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、軸受の抜け止めのために屈曲される金属ケースの軸方向端部近辺を歪み領域とし、金属ケースの外周面には樹脂製のウォームホイールが一体成形される結合部の他に歪み領域を余分に設けたので、抜け止めのために金属ケースの軸方向端部が屈曲されても、その応力歪みは歪み領域に留まって結合部には波及しないので、金属ケースに対するウォームホイールの結合力が弱められると云った不具合の発生を防止できる。
【００１６】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、ウォームホイールの回転をキャリアに伝達する環状部材を、樹脂製のウォームホイールを外周に固着する大径円筒部と、キャリアに歯付き外周面で嵌合される小径円筒部と、からなる金属製のスリーブとしたので、ウォームとの噛み合い騒音の低減効果及び伝達系の強度維持を達成しつつ、回転伝達系の軽量化を図ることができ、これにより、ウォームを駆動するモータの起動・停止に対する応答性が向上され、ドライバーに感知される減速比変更のフィーリングが向上される。また、スリーブは、ウォームホイールとの連結部及びキャリアとの連結部が一体であるので、組み付けが容易であり、部品点数の削減に伴うコスト低減及び組み付けの容易化の効果を併せて奏することができる。
上記のように構成した請求項７に係る発明においては、スリーブの大径円筒部の一端にフランジ部を径方向に突出し、大径円筒部の外周面及びフランジ部の端面に円周方向に複数個の突出部が形成し、樹脂製のウォームホイールを突出部付き外周面及び突出部付き端面に一体成形したので、樹脂製ウォームホイールをスリーブに強固に固定することができ、軽量化と回転力伝達強度の両立を図ることができる。
上記のように構成した請求項８に係る発明においては、大径円筒部の外周面及びフランジ部の端面に略円周方向全域に亘る窪みを形成し、樹脂製ウォームを大径円筒部の外周面及びフランジ部の端面に密着状態で接着する接着剤が窪みに残存するようにしたので、窪みの中に残存固化した接着剤がアンカー作用してウォームホイールをスリーブに強固に固定保持し、これにより軽量化と回転力伝達強度の両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施例１）
以下本発明の第１の実施例に係る減速比可変式動力舵取り装置を図面に基づいて説明する。図１及び図２において、減速比可変式動力舵取り装置１は、油圧サーボ装置２のサーボ弁装置３の入力軸４にハンドル５の回転が伝達され、サーボ弁装置３の出力軸の回転が遊星歯車機構６により変速されてラックピニオン機構７のピニオン軸１３に伝達される。これにより、ハンドル５に作用する操舵力が油圧サーボ装置２により増幅されてステアリングギヤであるラックピニオン機構７を介し操向車輪８に伝達される。
【００１８】
アッパーハウジング９とロアーハウジング１０はボルトにより結合されてハウジングを構成している。アッパーハウジング９には弁収納孔９ａが形成され、該弁収納孔９ａにサーボ弁装置３が収納され、サーボ弁装置３の出力軸であるハンドル側シャフト１１がアッパーハウジング９の弁収納孔９ａのロアーハウジング１０側開口端部に一箇所で軸受１２により中心軸線Ｏ回りに回転可能に軸承されている。ロアーハウジング１０にはギア室１０ａが形成され、該ギヤ室１０ａにステアリングギヤであるラックピニオン機構７が収納されている。ラックピニオン機構７のピニオン軸であるギヤ側シャフト１３は、中心軸線Ｏ方向に離間した二個所で軸受１４，１５によりロアーハウジング１０に中心軸線Ｏ回りに回転可能に軸承されている。
【００１９】
サーボ弁装置３の入力軸４にはロータリ弁１８が形成されている。アッパーハウジング９に形成された弁収納孔９ａには、ハンドル側シャフト１１に回転連結されたスリーブ２０が中心軸線Ｏ回りに回転可能に嵌合され、スリーブ２０に形成された弁孔２１にロータリ弁１８が中心軸線Ｏ回りに回転可能に嵌合されている。ロータリ弁１８、スリーブ２０等によりサーボ弁装置３が構成され、ロータリ弁１８とスリーブ２０との相対回転に応じてシリンダ装置３０の左右室２８ｂ、２８ａに夫々連通されたポートＡ，Ｂが、油圧ポンプ２２及びタンク２３に夫々接続されたポートＰ，Ｔに接続されるようになっている。入力軸４及びハンドル側シャフト１１はトーションバー２４の両端部に夫々結合されている。ハンドル５に操舵入力が作用されずに入力軸４が自由状態のとき、ポートＰ，Ｔが連通され、ポートＡ，Ｂに油圧が生じない中立位置にロータリ弁１８がスリーブ２０に対して相対的に回転位置決めされる。ポートＴは弁収納孔９ａの上端部に開口されている。入力軸４には、トーションバー２４が隙間を持って挿通する貫通穴４ａが軸線上に穿設されるとともに、貫通穴４ａに開口する連通穴４ｂ，４ｃが軸線方向に離間して半径方向に穿設されている。これによりポートＴは弁収納孔９ａの上端部、連通穴４ｂ、貫通穴４ａ及び連通穴４ｃを通ってロータリ弁１８に連通されている。
【００２０】
ロアーハウジング１０のアッパーハウジング９側には、サーボ弁装置３が収納された弁収納孔９ａと隣接して遊星歯車機構６が収納される遊星歯車室１０ｂが形成されている。遊星歯車室１０ｂは、弁収納室９ａのロアーハウジング１０側開口部、入力軸４の軸線穴４ａ、連通穴４ｂ、弁収納孔９ａの上端部を介してポートＴに連通される。これにより、遊星歯車室１０ｂにサーボ弁装置３から低圧の作動油が流入し遊星歯車機構６を油漬けにする。遊星歯車室１０ｂに流入した作動油がギヤ室１０ａに流入するのを防止するために、遊星歯車室１０ｂとギヤ室１０ａとの間はシール部材５２により液密的にシールされている。
【００２１】
ハンドル側シャフト１１は、遊星歯車室１０ｂに延在し、軸端に小径部１１ａが突出されている。ギヤ側シャフト１３のハンドル側シャフト１１と対抗する軸端には軸受穴１３ａが穿設され、この軸受穴１３ａに小径部１１ａがニードル軸受１６により回転可能に支承されている。このように、ハンドル側シャフト１１及びギヤ側シャフト１３の対向する軸端部は半径方向荷重を支承する軸受１６を介在して中心軸線Ｏ回りに高い同心性を確保して高剛性で相対回転可能に嵌合されている。
【００２２】
ギヤ側シャフト１３の軸端部には摺動穴１３ｂが軸受穴１３ａに連続して穿設され、摺動穴１３ｂに摩擦体４５が摺動可能に嵌合され、この摩擦体４５が圧縮スプリング４６のばね力によりハンドル側シャフト１１の小径部１１ａの端面に押圧されている。このように、ハンドル側シャフト１１とギヤ側シャフト１３との間に相対回転に対して抵抗となる摩擦体４５が介在される。
【００２３】
ロアーハウジング１０の遊星歯車室１０ｂには、遊星歯車機構６とモータ５１により回転駆動されるキャリア回動機構５０とが中心軸線Ｏ上で並列配置して収納されている。ハンドル側シャフト１１及びギヤ側シャフト１３の対向する軸端部には、遊星歯車機構６の歯数が僅かに異なる第１及び第２サンギヤ３４，３５が夫々一体に設けられている。ギヤ側シャフト１３及びハンドル側シャフト１１にプレート３６ａ，３６ｂが遊嵌され、プレート３６ａ，３６ｂには円周上略等角度間隔に配置された複数個（例えば３個）の遊星体３７が、プレート３６ａ，３６ｂに両端を支持された支承軸３８によりブッシュ３９を介して夫々回転可能に支承されている。各遊星体３７には第１及び第２サンギヤ３４，３５に夫々噛合して一体回転する第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１が同軸線上に一体に形成されている。プレート３６ａ，３６ｂ、支承軸３８等により第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１を支承するキャリア３６が構成されている。第１及び第２サンギヤ３４，３５、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１の歯数は、一例として、２０，２１，２１，２０とした。このように、遊星歯車機構６とキャリア回動機構５０とを同軸上で並列配置することにより、モータ５１が減速比可変式動力舵取り装置１の半径方向に突出することがなく、同装置１を小型化して車両への組み付けにおける制約を少なくしている。
【００２４】
前記キャリア回動機構５０は、遊星歯車室１０ｂの底部に設けられ、ロアーハウジング１０に装架したモータ５１の回転力を前記キャリア３６に伝達し、このキャリア３６を回転駆動するように構成されている。同機構５０は、ウォーム軸４８とウォームホイール４３とからなるウォーム機構により構成されている。ウォーム軸４８は、両端を図略の軸受によりロアーハウジング１０に中心軸線Ｏと直角な軸線回りに回転可能に軸承され、モータ５１の出力軸に回転連結されている。ウォームホイール４３は、ウォーム軸４８に設けられたウォーム４４と遊星歯車室１０ｂ内で噛合している。ウォームホイール４３は、樹脂製のもので、環状部材としての金属ケース３３の外周面に一体成形され、金属ケース３３がキャリア３６と並んでギヤ側シャフト１３に軸受４２により中心軸線Ｏ回りに回転可能に支承されている。キャリア３６に対する金属ケース３３の同軸上並列配置により、金属ケース３３及びウォームホイール４３を小径にすると共に、ウォームホイール４３を樹脂製としかつ金属ケース３３を薄肉材料で形成して、これら回転部材の慣性質量を小さくしている。
【００２５】
図３に示すように、金属ケース３３は、薄肉金属製の環状部材をプレス成形加工したもので、内孔が軸受４２を嵌合すると共に外周に樹脂製のウォームホイール４３をモールドにより一体成形した大略円筒状の本体部３３ａと、この本体部３３ａの軸方向のキャリア側の一端から突出する大略円筒状の連結部３３ｂとが形成されている。本体部３３ａは、連結部３３ｂとの接続部が径方向内方に屈曲した端面部が形成され、この端面部において連結部３３ｂを突出している。本体部３３ａの連結部３３ｂと反対側の端部は、この端部側から前記軸受４２を装着した後にカシメ加工により径方向内方に屈曲された端面部を有する。ウォームホイール４３は、本体部３３ａの外周面において、連結部３３ｂ側に寄せて、つまり、本体部３３ａの端面部にウォームホイール４３の側面を略整列させた状態で、一体にモールド成形されている。
【００２６】
ウォームホイール４３を結合する本体部３３ａの外周には、図４に示すように、円周方向の好ましくは等角度配分した複数箇所に、幅方向に伸びる断面円弧上の突出係合部３３ｃが形成され、この突出係合部３３の表面に密着させて樹脂製のウォームホイール４３をモールド成形する。突出係合部３３ｃは本体部３３ａとウォームホイール４３との相対回転を防止する回り止めキーとして機能し、これによりウォーム４４によりウォームホイール４３に伝達される回転力が金属ケース３３に確実に伝達される。ウォームホイール４３のウォーム歯面は、モールド成形と同時形成してもよいし、モールド後に切削加工により形成してもよい。
【００２７】
金属ケース３３の本体部３３ａの軸方向幅は、ウォームホイール４３の幅よりも広く設定され、このウォームホイール４３の端面から突出する本体部３３ａの歪み領域幅部３３ｄは、本体部３３ａの内孔に軸受４２を嵌着した後に端部をカシメ加工した時、このカシメ加工による応力歪みがウォームホイール４３と本体部３３ａとの間の結合部に及んでウォームホイール４３の接合に悪影響を与えないような幅として設定されている。
【００２８】
前記連結部３３ｂは、本体部３３ａのキャリア側の端面部の内周縁部からキャリア側に向かって円筒状に突出され、この円筒部は、図５に示すように、円周方向の好ましくは等角度配分した複数箇所に、幅方向に伸びる断面矩形状のスプライン突起３３ｅが形成されている。このスプライン突起３３ｅは、キャリア３６のプレート３６ａの内周面に形成したスプライン溝に嵌合され、本体部３３ａの回転力をプレート３６ａ、即ちキャリア３６に伝達するように構成されている。
【００２９】
さらに、バネ部材としてのウエイブワッシャ３２がキャリア３６のプレート３６ａと金属ケース３３の本体部３３ａのキャリア側端面との間に設けられ、キャリア３６を金属ケース３３から遠ざける方向に付勢し、キャリア３６の軸方向位置を確定している。
【００３０】
ギヤ側シャフト１３には軸受１４，１５間でピニオン２５が形成され、ピニオン２５に噛合するラック２６が刻設されたラック軸２７がロアーハウジング１０に摺動可能に装架されている。図２に示すように、ロアーハウジング１０にはシリンダチューブ２８が固定され、シリンダチューブ２８にラック軸２７に固定されたピストン２９が左右のシリンダ室２８ｂ、２８ａを区画するように嵌合してシリンダ装置３０が構成されている。ラック軸２７の両突出端にタイロッドを介してナックルアームがボールジョイントにより連結され、ラック軸２７の軸動により操向車輪８が偏向される。
【００３１】
次に、上記構成の第１実施例の作動について説明する。ハンドル５が回されると、ロータリ弁１８とスリーブ２０がトーションバー２４を捩って相対回転され、油圧ポンプ２２から供給された圧油がハンドル５の回転方向に応じてポートＡ又はＢからシリンダ装置３０のシリンダ左室２８ｂ又は右室２８ａに供給され、ラック軸２７が軸動されて操向車輪８が偏向される。このとき、ハンドル側シャフト１１が回転されると、ギヤ側シャフト１３はキャリア３６の回転に応じて遊星歯車機構６により変速されて回転される。キャリア３６がハンドル５と同方向に回転されると、その回転数に応じてギヤ側シャフト１３とハンドル側シャフト１１との回転比が増大され、ステアリングギヤの減速比を減少する方向に作用し、動力舵取り装置全体としての減速比が小さくなる。キャリア３６がハンドル５と逆方向に回転されると、動力舵取り装置全体としての減速比が大きくなる。
【００３２】
そして、ハンドル５が切られると、図略の電子制御装置は動力舵取り装置全体としての減速比が車両の走行状態に最適な減速比となるように、モータ５１の回転方向、回転数を演算してモータ５１を回転駆動する。このモータ５１の回転は、ウォーム軸４８に伝達され、ウォーム４４がウォームホイール４３を円滑に回転する。ウォームホイール４３は、金属ケース３３及び遊星歯車機構６のキャリア３６を一体回転させ、このキャリア３６の回転速度をモータ５１により制御することにより、ステアリングギヤの減速比を車両の走行状態に最適な減速比に制御する。
【００３３】
この場合、ウォームホイール４３が樹脂にて形成されているので、ウォームとの噛み合い騒音が減少される。また、ウォーム４４の回転をキャリア３６に伝達するウォームホイール４３及び金属ケース３３を含む回転伝達機構は軽量化されているので、モータ５１の起動・停止に対する応答性が向上され、減速比の変更が車両の走行状態の変化に応じて俊敏かつ円滑に行われることとなり、ドライバーに感知される減速比変更の際のフィーリングが向上される。特に、ウォームホイール４３及び金属ケース３３を小径化して軽量化したことに加えて、ウォームホイール４３を樹脂製とすると共に金属ケース３３を薄肉金属材料でプレス成形加工してウォーム４４の回転をキャリア３６に伝達する系をさらに軽量化したので、減速比の変更に対する応答性がより層向上され、ドライバーに感知される減速比変更のフィーリングが一層良好となる。
【００３４】
一方、モータ５１の回転が停止されているとき、ウォーム機構の非可逆回転作用により、ウォームホイール４３と一体回転するキャリア３６が回転しないように固定保持される。このようにキャリア３６が固定されるとき、入力側の第１サンギヤ３４又は出力側の第２サンギヤ３５が回転しても、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１は自転のみし、このため、操舵減速比は所定の値に維持される。
【００３５】
ギヤ側シャフト１３が遊星歯車機構６を介してハンドル側シャフト１１により回転されるとき、摩擦体４５が圧縮スプリング４６のばね力により小径部１１ａに押圧されているので、ハンドル側シャフト１１とギヤ側シャフト１３との相対回転に対して抵抗となり、ギヤのバックラッシによる遊びを軽減し、操舵感を向上し、且つハンドル中立時の剛性を上げる。
【００３６】
このとき、サーボ弁装置３のロータリ弁８から、入力軸４の連通穴４ｃ、軸線穴４ａ、連通穴４ｂ及びポートＴを経由してタンクに戻る低圧の作動油の一部が軸線穴４ａを通って弁収納孔９ａの開口端部から遊星歯車室１０ｂ内に流入し、遊星歯車機構６を油漬けにする。これにより、遊星歯車機構６のギヤ歯面、ギヤ軸受部の潤滑が確実に行われ、摩擦、磨耗が低減して耐久性が向上する。さらに、遊星歯車機構６が油漬けにされるので、歯車の噛み合い騒音が低減する。
【００３７】
（実施例２）
次に、本発明による第２実施例について図６及び図７を参照して説明する。この第２実施例は、キャリア回動機構５０におけるウォーム４４の回転をキャリア３６に伝達する回転伝達機構の構成が第１実施例と異なり、その他の点の構成及び作用については第１実施例と同様である。
図６及び図７に示すように、この第２実施例においては、金属ケース３３の本体部３３ａの外周面に密着してウォームホイール４３を上述した第１実施例と同様にしてモールド成形する。金属ケース３３の本体部３３ａのキャリア側端面からは、好ましくは円周方向に等角度配分した複数個（図例では、３つ）の連結爪３３ｆを径方向内方へ向かう斜め方向に突出する。一方、金属ケース３３とプレート３６との間に設けたバネ部材を皿バネ１３２にて構成し、この皿バネ１３２の内周には、前記連結爪３３ｆの係合を許容する溝１３２ａを形成する。皿バネ１３２の外周面には、好ましくは円周方向に等角度配分した複数個（図例では、３つ）の外周爪１３２ｂを径方向外方の斜め方向に突出させ、この外周爪１３２ｂをキャリア３６のプレート３６ａに形成した放射溝３６ｍに係合させる。
【００３８】
これにより、操舵におけるハンドル側シャフト１１とギヤ側シャフト１３との間の減速比を変更するためにモータ５１によりウォーム４４及びウォームホイール４３を介して金属ケース３３が回転されるとき、この金属ケース３３の回転は、連結爪３３ｆを介して皿バネ１３２に伝達され、この皿バネ１３２から外周爪１３２ｂを介してプレート３６ａ、つまりキャリア３６に伝達される。
【００３９】
この場合、第１実施例と同様に、ウォームホイール４３が樹脂にて形成されているので、ウォーム４４との噛み合い騒音が減少される。また、ウォームホイール４３及び金属ケース３３を含む回転伝達機構の小径化に加えて、ウォームホイール４３の樹脂化と金属ケース３３の薄肉薄肉金属材料のプレス成形により軽量化されているので、モータ５１の起動・停止に対する応答性が向上され、減速比の変更が車両の走行状態の変化に応じて俊敏かつ円滑に行われることとなり、ドライバーに感知される減速比変更のフィーリングが良好となる。特に、この第２実施例においては、皿バネ１３２がバネ作用と回転力の伝達作用を兼ねている。このため、元々使用される皿バネの作用部分を除けば、金属ケース３３の本体部３３ａからキャリア３６へ動力を伝達する手段は、金属ケース３３の本体部３３ａから突出する連結爪３３ｆと皿バネ１３２の外周に設けた外周爪１３２ｂにより構成され、この構成も第１実施例における円筒状の連結部３３ｂに比較して、大幅に軽量化される。この軽量化は、ドライバーに感知される減速比変更のフィーリングの向上に寄与する。
【００４０】
一方、モータ５１の回転が停止されているとき、ウォーム機構の非可逆回転作用により、ウォームホイール４３の回転がウォーム４４により阻止されるので、ウォームホイール４３は、金属ケース３３の回転を阻止し、この金属ケース３３が連結爪３３ｆ、皿バネ１３２及び外周爪１３２ｂを介してプレート３６ａ、つまりキャリア３６の回転を阻止する。このようにキャリア３６が固定されるとき、入力側の第１サンギヤ３４又は出力側の第２サンギヤ３５が回転しても、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１は自転のみし、このため、操舵減速比は所定の値に維持される。
【００４１】
（実施例３）
次に、本発明による第３実施例について図８及び図９を参照して説明する。この第３実施例は、キャリア回動機構５０におけるウォーム４４の回転をキャリア３６に伝達する機構の構成が上述した第１及び第２実施例と異なり、その他の点の構成及び作用については第１の実施例と同様である。
【００４２】
図８及び図９に示すように、この第３実施例においては、第１及び第２実施例における金属ケース３３に代えて、金属製のスリーブ２３３が使用される。このスリーブ２３３は、大径円筒部２３３ａとこの大径円筒部２３３ａのキャリア３６側の軸方向の一端部からこのキャリア側に突出する小径円筒部２３３ｂとが一体にされたものとして形成される。大径円筒部１３３ａは、その内周面部に軸受４２を嵌合し、サークリップ４２ａにより抜け止めされ、外周面部に樹脂製のウォームホイール４３を固着している。小径円筒部２３３ｂの先端外周は、キャリア３６のプレート３６ａに形成された歯付き内周面と補合形状の円周方向に複数の歯が突出された歯付き外周面とされている。つまり、小径円筒部１３３ｂの先端外周には外周スプライン２３３ｃが形成され、この外周スプライン２３３ｃが、プレート３６ａの内孔に形成された内周スプラインと嵌合されている。
【００４３】
前記スリーブ２３３は、キャリア３６側の一端部において径方向外方に突出するフランジ部２３３ｄがさらに形成されている。そして、スリーブ２３３と樹脂製のウォームホイール４３との一体結合は、次のようにして行われる。つまり、大径円筒部２３３ａの外周面及びフランジ部２３３ｄの端面には、円周方向にスプライン歯のような複数個の突出歯（第１及び第２実施例における突出係合部３３ｃに相当）を形成し、この突出歯付きの外周面及びフランジ端面に密着させて樹脂製のウォームホイール４３を一体にモールド成形する。ウォームホイール４３のウォーム歯面は、モールド成形と同時形成してもよいし、モールド後に切削加工により形成してもよい。
【００４４】
スリーブ２３３と樹脂製のウォームホイール４３とを結合する別の方法は、樹脂製のウォームホイール４３を予め製作し、また、大径円筒部２３３ａの外周面及びフランジ部２３３ｄの端面に円周方向に点在する複数の浅い掘溝或いはローレット溝のような窪み２３３ｅを形成するか、一条或いは多条の浅い螺旋溝のような連続した窪み２３３ｅを形成する。この窪み２３３ｅは、複数の掘溝にせよ、連続した螺旋溝にせよ、実質的に大径円筒部２３３ａの外周面及びフランジ部２３３ｄの端面の円周方向全域をカバーするように形成される。そして、この窪み２３３ｅに接着剤が残存するように大径円筒部２３３ａの外周面及びフランジ部２３３ｄの端面に適宜接着剤を塗布し、ウォームホイール４３の内周面を大径円筒部１３３ａの外周面に嵌合すると共にウォームホイール４３の一方の端面をフランジ部２３３ｄの端面に密着させ、接着剤の固化を待って、樹脂製のウォームホイール４３をスリーブ１３３に接着固定する。この後者の方法によれば、接着剤が前記窪み２３３ｅに残存するようにしたので、窪み２３３ｅの中に残存固化した接着剤がアンカー作用してウォームホイール４３をスリーブ２３３に強固に保持し、ウォームホイール４３をスリーブ２３３に対し確実に回転止め作用する。
【００４５】
ハンドル側シャフト１１とギヤ側シャフト１３との間の減速比を変更するためにモータ５１によりウォーム４４及びウォームホイール４３を介して金属スリーブ２３３が回転されるとき、この金属スリーブ２３３の回転は、小径円筒部２３３ｂの先端外周の外周スプライン２３３ｃとプレート３６ａの内孔の内周スプラインとの嵌合を介して、キャリア３６に伝達される。
【００４６】
この場合、第１実施例と同様に、ウォームホイール４３が樹脂にて形成されているので、ウォーム４４との噛み合い騒音が減少される。また、ウォームホイール４３及びスリーブ２３３は軽量化されているので、モータ５１の起動・停止に対する応答性が向上され、減速比の変更が車両の走行状態の変化に応じて俊敏かつ円滑に行われることとなり、ドライバーに感知される減速比変更のフィーリングが良好となる。特に、この第３実施例においては、スリーブ２３３はウォームホイール４３との連結部とキャリア３６との連結部が一体であるので、第１実施例と同様に組み付けが容易である。
【００４７】
なお、スリーブ２３３は、外周スプライン２３３ｃを含めて、転造や鍛造等による塑性加工で製作されるか、或いは切削加工による丸棒からの切り出しにより製作される。この第３実施例の場合に例示したように、スリーブ２３３の外周に接着剤にて接着するためのウォームホイール４３の製作に際しては、図１０に示すように、広幅のヘリカルギヤＨＧを型成形又は切削加工により成形し、これを狭い幅に切断して、ウォームホイール４３として代用するようにしてもよい。
【００４８】
上記した第１及び第２実施例においては、金属ケース３３の外周面にモールドにより一体成形してウォームホイール４３を形成するようにしたが、第３実施例と同様に、樹脂製のウォームホイール４３を予め製作し、このウォームホイール４３を接着剤により金属ケース３３の外周面に接着固定してもよい。
【００４９】
また、上記実施例においては、キャリア回動機構５０を遊星歯車機構６とラックピニオン機構７との間に配置しているが、キャリア回動機構５０を遊星歯車機構６よりもサーボ弁装置３側に配置してもよい。それ以上に、キャリア回動機構５０は遊星歯車機構６と隣接して配置することが好ましいが、サーボ弁装置３、遊星歯車機構６及びラックピニオン機構７に対するキャリア回動機構５０の配置関係は特に限定されるものではない。
なお、上記した実施例においては、遊星歯車機構６をサーボ弁装置３の出力軸となるハンドル側シャフト１１と、ステアリングギヤに連結されたギヤ側シャフト１３との間に配列した例について述べたが、遊星歯車機構６とサーボ弁装置３の配列を逆にしてもよく、この場合におけるギヤ側シャフト１３はサーボ弁装置３の入力軸となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１実施例に係る減速比可変式動力舵取り装置の縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図。
【図３】遊星歯車機構の遊星ギヤを支持するキャリアを回動するためのキャリア回動機構の拡大断面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿って切断した金属ケースの断面図。
【図５】図１のＣ−Ｃ線に沿って切断した金属ケースの断面図。
【図６】第２実施例におけるキャリア回動機構の拡大断面図。
【図７】図６のＤ−Ｄ線に沿って観た皿バネによる回転伝達機構の正面図。
【図８】第３実施例におけるキャリア回動機構の拡大断面図。
【図９】図８のＥ−Ｅ線に沿って切断した金属スリーブの断面図。
【図１０】ウォームホイールの製作方法の別の方法を説明する説明図。
【符号の説明】
【００５１】
１…減速比可変式動力舵取り装置、２…油圧サーボ装置、３…サーボ弁装置、４…入力軸、５…ハンドル、６…遊星歯車機構、７…ラックピニオン機構（ステアリングギヤ）、８…操向車輪、９…アッパーハウジング、１０…ロアーハウジング、１０ａ…ギヤ室、１０ｂ…遊星歯車室、１１…ハンドル側シャフト、１３…ギヤ側シャフト、１８…ロータリ弁、２２…油圧ポンプ、２４…トーションバー、２７…ラック軸、３０…シリンダ装置、３３…金属ケース（環状部材）、３３ｅ・・・スプライン突起（係合手段）、３３ｃ・・・突出係合部（歯付き外周面）、３３ｄ・・・歪み領域幅部（歪み領域）、３３ｆ・・・連結爪（係合突起）、３４、３５…第１及び第２サンギヤ、３６…キャリア、３６ａ、３６ｂ・・・プレート、３６ｍ・・・放射溝、３７…遊星体、３８…支承軸、４０，４１…第１及び第２プラネタリギヤ、４２・・・軸受、４３…ウォームホイール、４４…ウォーム、４８…ウォーム軸、５０・・・キャリア回動機構、５１…モータ、１３２・・・皿バネ、１３２ａ・・・溝、１３２ｂ・・・外周爪、２３３・・・金属製スリーブ、２３３ａ・・・大径円筒部、２３３ｂ・・・小径円筒部、２３３ｃ・・・外周スプライン（係合手段）、２３３ｄ・・・フランジ部、２３３ｅ・・・窪み、Ｏ・・・中心軸線、Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔ…ポート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005088833.tif 000009
【図８】
2005088833.tif 000010
【図９】
2005088833.tif 000011
【図１０】
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